Fiber vs CO2 laserstrålar
Vissa saker är ganska märkbara. Laser"generatorn" på en fiberlaser är mycket mindre jämfört med en traditionell CO2resonator. Faktum är att fiberlasern skapas av uppsättningar av dioder som är sammansatta i en portföljstorleksmodul som kan variera i effekt från 600 till 1 500 watt. Flera moduler skarvas ihop för att skapa den slutliga drivna resonatorn, som vanligtvis är storleken på ett litet arkivskåp. Ljuset som genereras kanaliseras och förstärks genom fiberoptisk kabel. När ljuset lämnar den fiberoptiska kabeln är det samma som när det genererades utan förlust av ström eller kvalitet. Den justeras och fokuseras sedan för den typ av material som ska skäras.
CO2resonator är mycket större och kräver mer energi, eftersom elektricitet introduceras till en kombination av gaser för att producera laserstrålen. Speglar hjälper ljuset att öka i intensitet och förbereder det för att lämna resonatorn. Efter att ha lämnat resonatorn måste strålen färdas genom en bana som består av flera kylda speglar tills den når linsen. Denna rörelse orsakar en förlust av kraft och kvalitet i laserstrålen.
På grund av mängden kraft som krävs för att skapa en CO2laser, den är mindre effektiv och har en mycket lägre effektivitet i väggkontakten jämfört med en fiberlaser. Härav följer att de stora kylaggregaten som krävs för CO2lasrar behöver också mer total kraft. Med tanke på fiberlaserresonatorns väggpluggeffektivitet på mer än 40 procent, använder du inte bara mindre ström, utan också mindre av din golvyta med hög efterfrågan.
Vissa saker är inte riktigt lika uppenbara förrän man tittar närmare på en fiberlaser i drift. Eftersom dess stråldiameter ofta är en tredjedel av storleken på en CO2stråle, har en fiberlaser en större effekttäthet än en CO2laserstråle. Detta gör inte bara att fibern kan skära snabbare, utan det gör att den också kan tränga igenom snabbare. Denna mindre balkstorlek ger också fibern förmågan att skära in komplicerade former och lämna skarpa kanter. Föreställ dig att du skär ut en företagslogotyp ur ett rör när avståndet mellan logotypens bokstäver är 0.035 tum; en fiber kan göra det snittet, medan en CO2laser kan inte.
Fiberlasrar har en våglängd på 1,06 mikron, vilket är 10 procent mindre än för en CO2laserstråle. Med sin mycket mindre våglängd producerar fiberlasern en stråle som mycket lättare absorberas av det reflekterande materialet; en CO2laser är mycket mer sannolikt att reflekteras från ytan av dessa material. På grund av detta kan fiberlaserskärmaskiner skära mässing, koppar och andra reflekterande material. Det bör noteras att en CO2laserstråle som reflekteras från materialet kan inte bara skada maskinens skärlins, utan även hela strålbanan. Att använda en fiberoptisk kabel för strålgången tar bort denna risk.
Naturligtvis behöver fiberlasern inte så mycket uppmärksamhet vad gäller underhåll. Den kräver ingen spegelrengöring och bälgen kontrollerar att en CO2behov av laserskärmaskin. Så länge den får rent kylvatten för kylning och luftfiltren rutinmässigt byts ut är själva fiberlasern fri från förebyggande underhåll.
Ett annat övervägande är fiberlaserns moduler i portföljstorlek - de tillåter redundans. Om en modul har ett problem, stängs inte resonatorn av helt. Fiberlasern är redundant på ett sätt att de andra modulerna kan producera mer ström tillfälligt för att stödja nedmodulen tills reparationer kan slutföras - vilket förresten kan göras i fält. Andra gånger kan fiberresonatorn fortsätta att producera reducerad effekt tills reparationer kan göras. Tyvärr, om en CO2resonatorn har ett problem, hela resonatorn är nere, inte bara i ett reducerat effektläge.
Det tjocka och tunna med laserskärning
En gång trodde många att fiberlasrar endast kunde användas för tunna material. CO2, med sin större våglängd, skapade tillräckligt med snitt under skärningen av tjocka material så att tillräckligt med utrymme tilläts för materialborttagning; fiberlasern kunde inte producera samma snitt eller resultat med tjockare material. Men det har åtgärdats de senaste åren med kollimeringsteknik som kan producera en bredare fiberlasergenererad stråle som skapar materialseparation och utrymme för materialborttagning i tjocka material. Och eftersom strålbredden är omkopplingsbar kan maskinen använda den smalare strålen för att bearbeta tunna material, vilket möjliggör snabbare bearbetning av material i olika storlekar på samma fiberlaserskärmaskin.
Plåtlaserskärmaskiner säljs nu med lasergenererande teknologi som kan leverera så mycket som 12 kW effekt. En laserrörsskärningsmaskin toppar vanligtvis vid 5 kW eftersom mer effekt samtidigt skulle skära genom den motsatta sidan av röret.
Du kanske har märkt att vi inte har diskuterat skärhastighet ännu. Det är möjligt att skära upp till 500 tum per minut på ett rör, men det är inte alltid realistiskt. Vid laserskärning av rör bör det verkliga fokuset vara på hur lång tid det tar att ladda ett rör, indexera det så att det är i rätt läge för att skära, sticka hål och skära det och ta ur delen. Det handlar mer om delbearbetningstid med laserrörsskärmaskiner, inte skärhastighet.
Material för skärning av laserrör
En laserskärmaskin som skär plåt kan byta ut en plåt på några sekunder. Detsamma kan göras på en laserrörsskärningsmaskin, men det är en helt annan historia om hur det görs.
Det finns inga standardmaterialtorn med laserskärmaskin. Buntlastare, den mest effektiva av alternativen för hantering av rörmaterial, matar en tub i taget från bunten in i tublasern via ett singulariseringssystem. Den här typen av matningsmekanism fungerar inte med öppna profiler, såsom vinklar eller kanaler, eftersom de låser sig i en bunt och inte lossnar så lätt. För öppna profiler används steglastare, som sekvenserar en sektion en i taget i maskinen samtidigt som den håller rätt orientering av den sektionen.
Dessa rör är inte små. I USA är standardlängderna 24 fot. Vissa på västkusten arbetar vanligtvis med 20-ft. längder som standardstorlekar.
Variation är verkligheten i alla jobbaffärer, och detsamma gäller de som använder en rörlaser. Det är inte ovanligt att se delar av olika storlekar komma från ett rör. Maskinen måste kunna lasta av laserskurna delar som kan vara så små som 2 tum och så långa som 15 fot, den ena efter den andra. Den måste också kunna lossa delarna utan att skada dem, vilket kan vara en utmaning med mjukare metaller som aluminium.
Själva naturen hos ett rör förhindrar behovet av en maskin med en mycket kraftfull laser. Medan laserskärmaskiner för platta ark nu finns tillgängliga med lasergeneratorer så kraftfulla som 12 kW, kräver laserskärmaskiner för rör vanligtvis bara maximalt 5 kW effekt. Med en tub måste du alltid tänka på motsatt sida av tuben du skär. En mer kraftfull laser skulle helt enkelt blåsa genom den andra sidan av röret under skärning. (Naturligtvis, om du bearbetar en stråle eller en kanal på rörlasern behöver du inte oroa dig för en annan sida.)
En annan faktor vid rörskärning är svetssömmen. Detta material är rullformat och sammansvetsat. Detta tar upp två punkter som vanligtvis måste åtgärdas:
Placeringen av rörets svetsfog måste beaktas vid laserskärning. Svetssömmen får inte störa stift eller hål, och för estetiska applikationer, såsom möbler, måste svetsfogarna döljas så mycket som möjligt. I ett konventionellt laserrörsskärningssystem används en optisk sensor för att skanna röret för att leta efter svetssömmen. Ofta är rören täckta av olja eller rost, och svetsfogen kan vara svår att skilja från andra ytor med föroreningar. På rostfritt eller galvaniserat får svetsfogen endast vara synlig invändigt. Det har lett till att vissa tillverkare har införlivat kameror i sina system som gör att maskinerna inte bara kan skanna utsidan av röret utan även internt. Detta gör att maskinen kan upptäcka den dolda svetssömmen och placera delarna korrekt i förhållande till den.
Svetssömmarna är också av olika sammansättning och skär annorlunda än resten av ditt rör. Traditionellt var operatörerna tvungna att sakta ner eller öka effekten på alla operationer som inträffade på ett rör för att ta hänsyn till svetsfogen. Idag har vissa OEM-tillverkare utvecklat sin styrteknik och sina parametrar för att göra det möjligt för maskinen att peka ut en svetssöm och bara justera dessa sektioner. Detta låter maskinen bearbeta dessa delar på det snabbaste sättet. Kontrollen justerar automatiskt effekt, frekvens och arbetscykel när lasern arbetar sig igenom röret och dess svetsfog. Operatören behöver inte skapa perfekta parametrar; han kan fokusera på att få material i och ur maskinen.
Ingenting är perfekt med tublaserskärning
Tänk på att det inte finns något sådant som en perfekt tub. De har pilbågar. Svetssömmar kan sticka ut inte bara på utsidan utan även på insidan av röret. Det är en verklig utmaning att bearbeta detta material konsekvent och snabbt när sådana inkonsekvenser finns från en produktkörning till en annan.
Föreställ dig att du måste placera ett genomgående hål centrerat på ett rör. Den måste centreras till den faktiska dimensionen, inte bara en sida av röret. Om röret är böjt, kommer det att göra det svårare. Det är livet för rörtillverkning.
Hur kompenserar man för det? Traditionellt kommer du att komma ner och röra ansiktet med en sensor som markerar kontaktpunkten. Röret roteras sedan, och den motsatta sidan av röret berörs. Det ger kontrollen en uppfattning om hur böjt röret är. Denna metod är korrekt och kan säkerställa att de genomgående hålen fungerar för applikationen. Men tänk på att varje gång en rotation av röret inträffar minskar förmågan att leverera mycket höga toleranser.
Den andra faktorn att tänka på är att den traditionella metoden att kontrollera för bågar och vridningar i röret kan ta upp till fem eller sju sekunder innan skärningen påbörjas. Med de traditionella medlen för beröringsavkänning måste du byta produktivitet mot precision. Återigen, i fiberlaserskärningens tid kan detta verka som en livstid, men att arbeta med rör är inte lika enkelt som att arbeta med plåt.
För att minska tidsgapet när det kommer till rörkontroller använder vissa maskintillverkare kameror för dessa kontroller. De minskar kvalitetskontrollen till cirka en halv sekund och minskar även antalet varv som krävs. Detta gör att maskinen kan bibehålla såväl produktivitet som noggrannhet.
Verkligheten är att inköpsavdelningen alltid kommer att utöva det billigare alternativet. Det betyder att slangen som kommer från bruket en vecka sannolikt inte kommer att vara densamma nästa vecka. En tillverkare måste lära sig att hantera den sorten.